Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4

У человека в гаплоидном геноме, то есть единичном наборе хромосом, 3 млрд. пар нуклеотидов, и их длина составляет 1,7 м, а клетка гораздо меньше, как вы догадываетесь. Для того, чтобы ДНК смогла в ней поместиться, она достаточно плотно свернута, и в эукариотической клетке свернуться ей помогают белки — гистоны. Гистоны имеют положительный заряд, а так как ДНК заряжена отрицательно, то гистоны обладают сродством к ДНК. Упакованная при помощи гистонов ДНК имеет вид бусин, называемых нуклеосомами. 200 пар нуклеотидов идет на одну нуклеосому, 146 пар накручиваются на гистоны, а остальные 54 висят в виде линкерных (связывающих нуклеосомы) ДНК. Это первый уровень компактизации ДНК. В хромосомах ДНК свернута еще несколько раз для того, чтобы образовались компактные структуры.

К нуклеиновым кислотам кроме ДНК относится также РНК. В клетке присутствуют разные типы РНК: рибосомные, матричные, транспортные. Существуют и другие виды РНК, о которых мы будем говорить позже. РНК синтезируется в виде одно-цепочечной молекулы, но отдельные ее участки входят в состав двуцепочечных спиралей. Для РНК также говорят о первичной структуре (последовательности нуклеотидов) и вторичной структуре (образование двуспиральных участков).

Липиды

В состав липидов входят жирные кислоты, имеющие длинные углероводородные цепи. Жирные кислоты гидрофобны, то есть не растворимы в воде.

ПРИРОДНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Число атомов углерода ∙ Название ∙ Строение

12 ∙ Лауриновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₁₀СООН

14∙ Мирнетиновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₁₂СООН

16 ∙ Пальмитиновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₁₄СООН

18 ∙ Стеариновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₁₆СООН

20 ∙ Арахиновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₁₈СООН

24 ∙ Лигноцериновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₂₂СООН

16 ∙ Пальмитоленновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₅СН = СН(СН₂)₇СООН

18 ∙ Олеиновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₇СН = СН(СН₂)₇СООН

18 ∙ Линолевая кислота ∙ СН₃(СН₂)₄СН = СНСН₂СН = СН-(СН₂)₇СООН

18 ∙ Линоленовая кислота ∙ СН₃СН₂(СН=СНСН₂)₂СН = СН-(СН₂)₇СООН

20 ∙ Арахидоновая кислота ∙ СН₃(СН₂)₄(СН=СНСН₂)₃СН = СН-(СН₂)₃СООН

Липиды представляют собой соединения жирных кислот с глицерином (эфиры) Например, на рисунке изображен лецитин.

В клетке важную роль играют липиды, в которых к глицерину присоединен остаток фосфорной кислоты и 2 жирных кислоты. Они называются фосфолипидами. Молекулы фосфолипидов имеют полярную (то есть гидрофильную, хорошо растворимую) группу на одном конце молекулы и длинный гидрофобный хвост. К фосфолипидам относится фосфатидилхолин.

В водном растворе фосфолипиды образуют мицеллы, в которых молекулы обращены полярными "головами" наружу, в сторону воды, а гидрофобные "хвосты" оказываются внутри мицеллы, спрятанными от воды. Клеточную мембрану также липиды с полярными "головами", которые обращены наружу по обе стороны мембраны, а гидрофобные "хвосты" находятся внутри липидного бислоя.

Более подробно со строением липидов можно познакомиться в учебнике Макеева.

Синтез ДНК, РНК и белков

ЛЕКЦИЯ № 5

Тема сегодняшней лекции — синтез ДНК, РНК и белков. Синтез ДНК называется репликацией или редупликацией (удвоением), синтез РНК — транскрипцией (переписывание с ДНК), синтез белка, проводимый рибосомой на матричной РНК называется трансляцией, то есть, переводим с языка нуклеотидов на язык аминокислот.

Мы постараемся дать краткий обзор всех этих процессов, в то же время, останавливаясь более подробно на молекулярных деталях, для того чтобы вы получили представление, на какую глубину этот предмет изучен.

Репликация ДНК

Молекула ДНК, состоящая из двух спиралей, удваивается при делении клетки. Удвоение ДНК основано на том, что при расплетении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом получая две нити молекулы ДНК, копирующие исходную.

Здесь также указан один из параметров ДНК, это шаг спирали, на каждый полный виток приходится 10 пар оснований, заметим, что один шаг — это не между ближайшими выступами, а через один, так как у ДНК есть малая бороздка и большая. Через большую бороздку с ДНК взаимодействуют белки, которые распознают последовательность нуклеотидов. Шаг спирали равен 34 ангстрем, а диаметр двойной спирали — 20 ангстрем.